소아에서 기관절개술은 상기도의 폐쇄, 만성 호흡 부전, 장기간의 인공호흡기 사용 및 신경근육성 질환 등에서 시행하게 된다¹. 그중에서도 상기도의 폐쇄가 47.2-71.25%로 소아 기관절개술의 가장 흔한 원인이며, 기관절개술을 시행한 환아의 50-70%는 돌이 되기 전에 기관절개술을 시행하는 것으로 알려져 있다². 이러한 소아에서의 기관절개술은 기관절개관이 삼킴의 생리적 메커니즘을 방해함으로써 기관절개술 후 연하장애(post-tracheostomy dysphagia)를 일으킬 수 있다³. 또한 소아에서 기관절개술은 의학적 질병률(medical morbidity)과 연관될 뿐만 아니라, 수면, 교우 관계, 사회 생활 등에 부정적 영향을 미쳐 환아 및 부모에게 사회 심리적 악영향을 주게 된다⁴. 그러므로 기관절개술을 시행한 소아에서는 삼킴곤란 존재 여부에 대한 평가 및 치료가 필요하며, 발관(decannulation)이 가능할 경우 이에 대한 접근이 필요할 것이다^5-7. 본 종설에서는 기관절개술 환아에서의 연하장애에 대한 접근 및 발관에 대하여 다루고자 한다.

1. 기관절개관을 가진 소아의 연하장애

기관절개관을 가진 소아에서의 연하장애의 발생률은 80-90%로 알려져 있다². 정상 소아군에서 연하장애 발생률이 25-35%이며, 미숙아에서 40-70%인 점을 고려하면 기관절개관을 가진 소아의 경우 연하장애률의 발생률이 상당히 높음을 알 수 있다.

기관절개관을 가진 소아에서의 연하장애는 구강의 운동 및 감각 문제 등과 같은 구강기의 문제가 81.25%, 후두 침투(laryngeal penetration) 및 기도 흡인(tracheal aspiration), 후두계곡 및 이상와의 잔여물(vallecular and pyri-formis sinus residue) 등의 인두기 문제는 60.9%, 식도의 움직임 이상(dysmotility), 위식도역류 등과 같은 식도기의 이상은 79.7%로, 인두기의 문제보다는 구강기와 식도기의 문제가 더 흔하다².(Fig. 1)

Figure 1. The causes of dysphagia in pediatric tracheostomy² (This figure is a modification of the figure from "www.singhealth.com.sg").

기관절개관을 가진 소아에서 연하장애가 발생하는 이유는 기관절개관이 삼킴 과정에 영향을 미치기 때문이다⁸. 기관절개관이 후두를 고정하게 되면서, 연하 과정동안 후두의 상방, 전방의 움직임을 방해하게 된다. 또한 성문 폐쇄 반사(glottis closure reflex) 및 성문하 기도 압력 생성 기능에 손상이 발생하며 피열연골(arytenoid)과 후두개(epiglottis)의 상방 이동(superior excursion)이 감소하게 되며 상부식도괄약근(upper esophageal sphincter)의 열림에 지연이 발생하는 등의 문제가 발생하게 된다. 뿐만 아니라, 기관절개관을 가진 환아들은 저체중아, 미숙아가 많은데, 보통 삼킴(swallowing)과 호흡(breathing)의 협응 발달이 34주에 이루어져, 그 이전에 출생한 미숙아들은 경비위관 등을 통한 식이를 하는 경우가 많다. 이러한 비구강 식이가 오래 지속될 경우, 환아들은 정상적인 구강 식이 발달의 기회가 없게 되며, 구강 예민도가 증가하게 된다. 그리고 장기간의 입원 및 부모와의 분리도 기관절개관을 가진 소아의 연하장애에 영향을 줄 수 있는 것으로 알려져 있다³.

기관절개관을 가진 환아들의 연하 기능에 대한 평가를 위하여 비디오 투시 연하기능 검사(Videofluoroscopic swallow study, VFSS) 또는 광섬유 내시경적 삼킴 검사(fiberoptic endoscopic examination of swallowing, FEES)를 시행해 볼 수 있다. 이러한 VFSS, FEES 검사는 아이의 식이 결정에 중요한 역할을 한다. 기존 연구에 따르면, VFSS 검사 시행 전 63%의 환아는 경구 식이를 하지 않고 있었으나, 검사 시행 후 28%만이 비경구식이를 유지하였다³. 즉, 조기에 VFSS 검사를 시행하는 것이 불필요한 비경구식이를 줄이며, 이로 인한 구강 예민도의 증가 등을 감소시키며 구강 움직임의 강화에도 도움이 된다. 그런데 반드시 VFSS, FEES 검사에서 후두 침투 및 기도 흡인이 없어야만 경구 식이가 가능한 것은 아니라는 연구 결과들이 보고 되고 있다. 기관 절개관을 가진 아이들은 약 73-81%에서 안전한 구강식이가 가능하다^2,3. 또한 생후 첫 몇 해동안 경관식이를 진행할 경우, 아이의 연하 기능에 악영향을 주는 것으로 알려져 있다⁹. 그리고 이른 유아기에 다양한 맛과 질감을 경험 시켜 주는 것이 음식에 대한 혐오(food avulsion)를 줄이며 씹기 등 구강 운동 기능을 호전시키는 것으로 알려져 있다. 2019년 연구에 따르면, 기관절개관을 가진 환아에서 VFSS 검사 상 기도 흡인이 있더라도 구강 식이를 한 군은 1년 뒤 구강식이를 유지할 가능성이 현저하게 높았으며, 폐렴 등의 합병증은 비경구식이를 한 군과 차이가 없었다¹⁰. 뿐만 아니라, 1년 뒤 재시행한 VFSS 검사 상 penetration-aspiration score가 경구 식이를 진행한 군에서 유의미한 호전을 보였다¹⁰. 즉, 기관절개관을 가진 환아에서 VFSS 검사를 시행 후 점도 증진제 등을 이용하여 안전한 범위 내에서 조기 경구 식이를 진행하는 것이 환아의 연하 기능 예후에 도움이 되는 것이다.

기관절개술을 가진 환아에서 연하장애는 흡인성 폐렴의 발생률을 높이며 위식도역류 증가 및 영유아 성장장애로 이어질 수 있어 적극적인 치료적 개입이 필요하다. 이러한 치료에는 보상 운동법이나 보상 기법의 사용 및 다양한 젖병, 숟가락 등 도구의 변형과 점도 증진제를 사용하는 방법 등을 사용할 수가 있다.

2. 기관절개관을 가진 소아의 발관

앞서 언급하였듯, 기관절개관은 아이들에게 연하장애를 일으킬 뿐만 아니라, 아이들과 부모의 심리적 문제 및 삶의 질에 영향을 미칠 수 있다. 그렇기 때문에 기관절개관을 가진 소아에서 적절한 시기의 발관은 중요한 문제이다.

American Academy of Otolaryngology‐Head and Neck Surgery Foundation (AAO‐HNSF)의 2013년도 소아 발관 기준은 다음과 같다: (1) 3개월 이상 인공 호흡기 필요성이 없고 (2) 기도 흡인이나 석션을 통한 분비물 제거(pulmonary toileting)가 요구되지 않으며 (3) 적어도 하나의 성대의 움직임을 확인하고 (4) 기관지 내시경을 통한 기도의 개방성이 확인되었고 (5) 2세 이상의 소아에서 수주간 낮시간의 기관절개관 마개 사용(capping)이 가능한 경우^11,12.

기관절개관의 발관을 위해서는 우선 기관지 내시경을 이용하여 기도의 개방성(patency)을 확인한 뒤, 기관절개관의 수정(tube modification)을 시행하게 된다. 이후 가스 교환 측정(gas exchange measurement)을 통하여 발관 가능 여부를 확정 짓게 된다. 먼저, 발관 계획을 수립한 뒤, 기관지 내시경을 이용하여 기도의 개방성이 유지되는지, 그리고 처음 기관절개술을 유발했던 기저에 있던 기도 폐색 등의 현 상태를 확인하여야 한다. 또한 육아 조직(granulation tissue)이 있을 경우, 이를 제거하는 등 적절한 계획 수립을 위하여 기도의 이상 여부를 확인하여야 한다. 기관지내시경은 그 목적에 따라 유연성 혹은 경직성 기관지 내시경을 사용할 수 있다. 유연성 기관지 내시경은 후두(larynx) 또는 기관절개관을 통하여 미세 원위부 기도를 확인할 수 있다. 경직성 기관지 내시경은 후두 및 기관의 해부학적 구조를 확인하며 육아 조직 제거와 같은 술기를 시행할 수 있다. 기관지 내시경으로 확인하여야 하는 구조물은 연인두(velophalynx), 구강인두(oropharynx), 구개편도(palatine tonsils), 혀기저부(tongue base), 후두개(epiglottis)이며, 이와 함께 성대(vocal cord)의 움직임을 확인하여야 한다. Pozzi 등⁵에 따르면, 이러한 기관지 내시경은 소아에서 일괄적으로 시행하기 보다는 호흡곤란(respiratory distress)이 있는 경우 그 원인을 명확하게 하기 위하여 시행할 것을 권고하고 있다. 기관절개관의 수정은 크게 튜브 사이즈의 축소(downsized tubes)와 기관절개관의 마개 사용(capped tracheostomy tubes), 천공이 있는 튜브(fenetrated tubes)의 사용 3가지로 나뉜다¹³.(Fig. 2) 2세 미만의 경우 소아의 기도와 비교하여 기관절개관이 상대적으로 크게 차지하기 때문에, 튜브 사이즈를 축소할 경우 기도 저항이 발생하며 점액 막힘(mucus plugging)이 발생할 수 있어, AAO-HNSF에서는 튜브 사이즈의 축소를 2세 이상에서 권고를 하고 있다. 기관절개관의 마개 사용은 24시간동안 마개로 기관절개관을 막는 것이 가능할지를 확인하며 이때 스피킹 밸브 등을 적용해 볼 수 있다. 또한 천공이 있는 튜브는 어린 아이들에게서 튜브로 인한 큰 기도의 폐쇄를 완화하고 쉽게 호흡이 가능하도록 도와 줄 수 있다. 이러한 기관절개관의 수정 중에 천명음(stridor)이나 기침의 발생, 호흡일량(work of breathing)의 증가가 발생하면 실패로 간주한다¹³. 이러한 기관절개관의 수정이 끝나면, 수면다원검사나 말초산소포화도 측정 등 가스 교환 측정을 시행한다¹³. 수면다원검사는 수면 시 인두 근육의 긴장도가 떨어질 때 동적인 상기도 기능을 확인하는 데에 도움이 된다. 또한 수면다원검사에서 측정한 총 무호흡-저호흡 지수(total apnea-hypopnea index)는 성공적으로 발관이 가능한 환아에서 그렇지 못한 환아보다 유의하게 낮기 때문에 이를 확인하는 것이 도움이 된다¹⁴. 이러한 수면다원검사는 포괄적인 기도 평가를 대체할 수는 없으나, 기존의 기도에 대한 검사에 추가적으로 수면다원검사를 시행할 시 기관절개관의 성공적인 발관률을 높일 수 있는 것으로 알려져 있다¹⁴.

Figure 2. Tracheostomy tube modifications. (A) Downsized tube. (B) The use of capped tracheostomy tubes. (C) Fenestrated tubes.

기관절개관의 발관 후 관찰 기간은 프로토콜에 따라 12시간에서 10일 정도로 다양하게 권고된다. 대게 발관의 실패는 발관 후 12시간 이내에 발생하는 것으로 알려져 있어 대부분의 경우 24-48시간 정도의 모니터링을 권고한다¹³. 발관 후 경과 관찰은 가정이 아닌, 중환자실 또는 병동에 입원한 상태에서 시행할 것을 권고하며, 이때 산소 포화도 모니터링 등을 시행하여야 한다.

기관절개관의 발관 후 합병증은 20% 미만에서 발생한다. 합병증 중 가장 흔한 것은 기관 피부 누공(tracheocu-taneous fistula, 59%)이며 이외에 호흡기계 감염(17%), 기관절개관 재삽입(recannulation, 17%), 상부 육아조직 형성(suprastomal granulation tissue formation, 5%), 영유아 성장장애(failure-to-thrive, 2%) 등의 합병증이 발생할 수 있다¹³.

기관절개관의 발관의 실패율은 약 9-11%로 알려져 있다^15,16. 상기도의 폐쇄나 미숙아 과거력 등이 이러한 실패율과 관련이 있는 것으로 알려져 있다¹⁷. 이러한 발관의 실패율을 낮추기 위해서는 기관절개관의 수정 및 수면다원검사 등을 시행하는 것이 도움이 되겠다.

소아에서의 기관절개술은 연하장애를 일으킬 수 있으며, 아이들의 사회 활동 및 심리적 악영향을 미치고 합병증 발생 가능성이 있다. 그러므로 기관 절개술을 시행한 소아에서는 연하장애에 대한 주의 및 치료가 필요하겠으며, 발관이 가능할 경우 적절하게 평가를 시행하고 단계적으로 발관을 시행한다면 효과적인 발관이 가능할 것이다.

This work was supported by grant from Ewha Womans University Medical Center.

None of the authors has any conflict of interest to disclose. The named authors have no conflict of interest, financial benefits or otherwise.